胡守超 劉偉

摘 要：作為我國首顆民用高分辨率立體測繪衛(wèi)星，資源三號衛(wèi)星可以高效快捷地獲取較高精度的地形數據，具有廣闊的應用前景。為驗證資源三號衛(wèi)星數據在電力工程勘測中的應用效果，本文選取某風電場測繪項目進行測試，利用已有的數據成果進行驗證，對資源三號衛(wèi)星DEM數據的高程精度進行了評估，并與STRM DEM的高程精度進行了對比，結果表明，資源三號衛(wèi)星DEM數據精度優(yōu)于STRM DEM，在電力工程勘測設計階段可以發(fā)揮較好的輔助作用。

關鍵詞：資源三號衛(wèi)星 電力工程勘測 高程精度

中圖分類號：P231 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）10（b）-0003-02

在電力工程勘測設計各階段，地形數據均為重要的基礎數據，目前，地形數據主要來自現場實測與遙感測量，但傳統(tǒng)的工程測量及航空攝影測量成果獲取周期長，勘測成本高，難以滿足工程前期對地形數據的需求。

隨著衛(wèi)星空間測繪技術的發(fā)展，高分辨率衛(wèi)星影像的研究和應用取得了較大的發(fā)展，其影像分辨率、測圖精度越來越高，應用范圍越來越廣。資源三號衛(wèi)星是我國首顆民用高分辨率光學立體測繪衛(wèi)星，集測繪和資源調查功能于一體，可實現對全球南北緯80°以內地區(qū)無縫覆蓋。

與現有的資源類遙感衛(wèi)星相比，資源三號測繪衛(wèi)星圖像分辨率高、圖像幾何精度和目標定位精度較高，可長期、連續(xù)、穩(wěn)定、快速地獲取覆蓋全國乃至全球大部分區(qū)域高分辨率影像，其具有較強的立體測圖能力，具備在工程上應用的潛力。

1 數據處理

1.1 資源三號衛(wèi)星數據

資源三號衛(wèi)星裝載2.1m分辨率正視全色CCD相機、3.5m分辨率前后視相機及5.8m分辨率多光譜相機，單幅影像有效寬度大于50km，立體像對有效寬度大于45km。

利用衛(wèi)星影像進行地表三維信息的提取，首先需要建立傳感器成像的數學模型。RPC模型是一種能獲得和衛(wèi)星遙感影像嚴格成像模型近似一致精度的、形式簡單的概括模型，其實質是有理函數模型。它用有理多項式函數來擬合嚴格的幾何模型，使幾何模型處理簡化，易于計算，并獨立于傳感器。使用RPC參數和仿射變換參數進行定向，只需少量的控制點（單幅影像4～6個）便能達到較高的定向精度。

1.2 數據處理流程

資源三號衛(wèi)星數據處理流程如圖1所示。

1.2.1 數據準備

建立衛(wèi)星影像處理工程，定義坐標系并設置影像匹配、DEM、DOM和等高線等相關參數，引入影像數據和RPC參數。

1.2.2 空三定向

量測控制點的像點坐標（無控制點時添加一定數量的連接點）進行絕對定向，解算仿射糾正系數。

1.2.3 4D產品生產

利用匹配好的模型，可進行立體測圖、DEM生成與編輯及DOM制作等操作。

2 數據測試

2.1 測試方法

選取已完成風電場地形圖測繪項目進行數據測試，利用已有的大比例地形圖成果數據，選取一定數量的檢查點，與利用資源三號衛(wèi)星數據獲取的成果進行對比，計算二者的差值。中誤差計算公式：

其中，m為高程中誤差，?i為資源三號衛(wèi)星數據成果與選取檢查點的高程差值，即各點的高程誤差，n為點的個數。

下載測量區(qū)域的STRM DEM數據，利用控制點計算平面坐標與WGS84經緯度的轉換關系，將STRM DEM與資源三號衛(wèi)星影像處理成果統(tǒng)一在同一坐標系統(tǒng)和高程系統(tǒng)下，對二者的精度進行對比分析。

2.2 測試區(qū)域及數據情況

選擇內蒙古某風電項目為測試區(qū)域。該風場位于內蒙古東部，南北長約10km，東西長約12km，地形以山地為主，平均海拔1100m，地表植被覆蓋較少，經數據處理獲取的地表模型基本能夠真實反應現場地形情況。該區(qū)域已有采用無人機低空攝影測量獲取的大比例尺地形圖成果，將其作為真值進行對比分析。

收集包含測區(qū)的資源三號衛(wèi)星影像1景。整個測區(qū)共測量外控點16個，選取定向點9個，檢查點7個，定向結果見表1。

經數字地面模型匹配，得到所需的DEM數據，基于DEM數據提取等高線及高程點等地形圖要素，可用于后續(xù)風資源分析及風機預選址。

2.3 精度分析

利用已有的大比例尺地形圖成果，按100×100格網選取檢查點，高程差值的均值為0.28m，高程中誤差為3.08m，差值小于1m的點占58%，說明DEM成果在大部分區(qū)域具有較高的可靠性，但DEM成果存在一定數量的粗差點（即大于2倍中誤差的點），粗差占比0.5%。高程差值分布情況如圖2所示。

由于測區(qū)植被覆蓋較少，資源三號衛(wèi)星數據受植被影響較小，可以獲取較高精度的DEM成果。受影像分辨率及數據質量等因素的限制，對于地勢陡峭區(qū)域及地形的細微變化，資源三號衛(wèi)星數據成果無法準確反映，可能會導致較大的偏差。

對比STRM DEM與檢查點高程的差值，STRM DEM高程中誤差為3.89m，與資源三號衛(wèi)星DEM成果相差不大，但其誤差最大值接近30m。二者誤差統(tǒng)計情況如圖3所示，資源三號衛(wèi)星DEM成果明顯優(yōu)于STRM DEM的應用效果。

3 結語

利用資源三號衛(wèi)星數據，可以獲取較高精度的DEM數據，成本造價低，獲取便捷，衛(wèi)星覆蓋范圍廣，成圖效率高。利用該數據，可以較好地反映地形起伏情況，充分了解工程現場情況，為國外工程等無法獲取更好影像數據的地區(qū)，提供了一種方便快捷的解決方案。但由于資源三號衛(wèi)星影像分辨率較低，影像清晰度不高，高程精度有限，因此只能將其用于對高程精度要求不高的階段，如項目的可行性研究階段，或將其作為一種輔助手段，如在輸電線路工程中，可以在勘測過程中預判重點關注區(qū)域，有針對性地對危險點進行測量，在一定程度上減少外業(yè)工作量。

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